大氣固氮和合成氮是周氮的重要形式.下表是大氣固氮和合成氨的部分K值:
N2+O2═2NO N2+3H2═2NH3
溫度 25℃ 2000℃ 25℃ 400℃
平衡常數(shù)K 3.84×10-31 0.1 5×108 200
(1)大氣固氮是
 
(“吸熱”、“放熱”)反應;人工固氮對農(nóng)業(yè)意義十分重大,根據(jù)表中數(shù)據(jù),可推知合成氨最重要的研究方向是
 

(2)工業(yè)合成氨原料氣的制備主要方法如下:
(1)以空氣為原料制備N2,其方法是
 

(2)以焦炭和水為原料制備H2,反應原理為
 
、
 

H2中混有的CO可用醋酸亞銅氨溶液吸收,以防止合成氨時催化劑中毒:CO(g)+Cu(NH32Ac(aq)═Cu(NH32AC?CO(aq)+Q(Q>0);要從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨,可
 
(“升”“降”)溫、
 
(“增”“降”)壓.
(3)液氨和水類似,也能自離解(電離):NH3+NH3═NH4++NH2-
①液氨的離子積可以表示為
 

②25℃時,液氨的離子積K=1.0×10-30.若將NaNH2固體加入液氨中,則所得溶液中不存在的關系式是(設溫度保持不變)
 
 (選填編號)
a.c(Na+)=c(NH2-)    b.c(NH4+)?c(NH2-)=1.0×10-30  c.c(NH2-)>c(NH4+
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全電離,則用標準NaNH2液氨溶液滴定未知濃度NH4Cl液氨溶液時,反應的離子方程式為
 
分析:(1)平衡常數(shù)增大,平衡正向移動,在常溫下,人工固氮很難進行;
(2)①氮氣和氧氣的沸點不同;
②碳和水反應生成一氧化碳和氫氣,一氧化碳和水反應生成二氧化碳和水,從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨應使平衡向逆反應方向進行;
(3)①純液體的濃度為1;
②a.根據(jù)電荷守恒判斷;
b.溫度不變,離子積常數(shù)不變;
c.根據(jù)c(NH2-)、c(NH4+)的相對大小判斷;
(4)NaNH2和NH4Cl反應生成氨氣和氯化鈉.
解答:解:(1)在大氣固氮中,溫度升高,平衡常數(shù)增大,平衡正向移動,正反應為吸熱反應,在常溫下,人工固氮很難進行,因此尋找在常溫下合成氨的高效催化劑是目前人工固氮的新方向,故答案為:吸熱;尋找常溫下能發(fā)生反應的催化劑;
(2)①氮氣和氧氣的沸點不同,將空氣加壓使其液化,然后蒸發(fā)(蒸餾),分離出氮氣和氧氣,故答案為:將空氣加壓使其液化,然后蒸發(fā)(蒸餾),分離出氮氣和氧氣;
②碳和水反應生成一氧化碳和氫氣:C(s)+H2O(g)?CO+H2,一氧化碳和水反應生成二氧化碳和水:CO+H2O (g)?CO2+H2O;正反應放熱,體積減小,升溫、降壓向逆反應方向進行,故答案為:C(s)+H2O (g)?CO+H2;CO+H2O(g)?CO2+H2O;升;降;
(3)①純液體的濃度為1,K=c(NH4+)?c(NH2-),故答案為:K=c(NH4+)?c(NH2-);
②a.溶液中電荷守恒,所以c(Na+)+c(NH4+)=c(NH2-),故a錯誤;
b.離子積常數(shù)只與溫度有關,溫度不變,離子積常數(shù)不變,故b正確;
c.加入NaNH2固體,平衡逆向移動,導致c(NH2-)>c(NH4+),故c正確;
故答案為:a;
(4)NaNH2和NH4Cl反應生成氨氣和氯化鈉,反應的離子方程式為NH4++NH2-→2NH3,故答案為:NH4++NH2-→2NH3
點評:本題考查氮的固定、化學平衡、弱電解質(zhì)的電離,利用知識遷移的方法結合水的電離進行分析,難度中等.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2013-2014學年上海市靜安區(qū)高三上學期期末考試化學試卷(解析版) 題型:填空題

大氣固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大氣固氮和合成氨的部分K值:

 

N2+O22NO

N2+3H22NH3

溫度

25℃

2000℃

25℃

400℃

平衡常數(shù)K

3.84×10-31

0.1

5×108

200

 

(1)大氣固氮是_______(“吸熱”、“放熱”)反應;人工固氮對農(nóng)業(yè)意義十分重大,根據(jù)表中數(shù)據(jù),可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。

(2)工業(yè)合成氨原料氣的制備主要方法如下:

①以空氣為原料制備N2,其方法是______________________________________。

②以焦炭和水為原料制備H2,反應原理為____________________、__________________。

H2中混有的CO可用醋酸亞銅氨溶液吸收,以防止合成氨時催化劑中毒:

CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq) Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)

要從除雜后的溶液中“再生”出醋酸亞銅氨,可________(“升”“降”)溫、____(“增”“降”)壓。

(3)液氨和水類似,也能自離解(電離):NH3+NH3NH4++NH2-。

①液氨的離子積可以表示為________________。

②25℃時,液氨的離子積K=1.0×10-30。若將NaNH2固體加入液氨中,則所得溶液中不存在的關系式是(設溫度保持不變)_________ (選填編號)

a.c(Na+)=c(NH2-)    b.c(NH4+)·c(NH2-)=1.0×10-30      c.c(NH2-)> c(NH4+)

(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全電離,則用標準NaNH2液氨溶液滴定未知濃度NH4Cl液氨溶液時,反應的離子方程式為_______________________。

 

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